Профессиональная двусторонняя печатная плата DIY: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

В настоящее время печатные платы можно купить в Китае очень дешево. Но предположим, что он вам понадобится в течение 24 часов, тогда единственный вариант - сделать его самостоятельно. Кроме того, это намного сложнее и увлекательнее!

В этом руководстве я проведу вас через весь процесс создания профессиональной двусторонней печатной платы на дешевом станке с ЧПУ без каких-либо химикатов! Особенности печатной платы:

• Двухсторонний
• Паяльная маска (зеленый слой)
• Шелкография (белый текст)
• Медные переходные отверстия
• Хотя покрытие отверстий
• Луженые колодки (по желанию)

Чтобы добраться до этого момента, мне потребовалось много экспериментов. В частности, паяльная маска и шелкография потребовали некоторой работы, чтобы упростить процесс. Давайте начнем!

Шаг 1. Детали и инструменты

Инструменты

• Фрезерный станок с ЧПУ с:

  • Цанга 3,175 мм (как цанга ER11)
  • Z зонд
• Пробойник для ногтей (для изготовления переходных отверстий)
• Молоток (для удара по гвоздю)
• Наждачная бумага (мелкая сетка)
• УФ-свет

Дешевый ЧПУ идеально подходит для этой работы. Китайские единицы стоят порядка 150-300 долларов.

Запчасти

• Заготовки для печатных плат / плата с медным покрытием
• Фрезы для печатных плат: 0,2 мм, наконечник 30 °
• Сверла для печатных плат: 1 мм и 1,5 мм
• Фрезы для печатных плат: 2 мм и 3 мм
• Заклепки для печатных плат: внешний диаметр 0,9 мм и 1,3 мм
• Паяльная маска для печатных плат, отверждаемая УФ-излучением (зеленая)
• Корректирующая жидкость (типп-экс)
• Установочные штифты 3 мм
• Держатель печатной платы и установочного штифта
• Жидкое олово / раствор химического олова (необязательно)

Все запчасти можно дешево найти на aliexpress или ebay с указанными выше названиями. Раствор химического олова может быть труднее найти и может быть довольно дорогим (около 50 долларов за бутылку), но это совершенно необязательно. Держатель печатной платы и держатель выравнивающего штифта используются для установки печатной платы на станине с ЧПУ. Вы можете распечатать их из zip файла или оригинального дизайнера, необходимо по 2 копии каждого файла.

Шаг 2: Программное обеспечение

Помимо фрезерного станка с ЧПУ и некоторых инструментов, нам также понадобятся 3 программы для изготовления нашей собственной печатной платы.

• Программное обеспечение для проектирования печатных плат для разработки вашей печатной платы
• Flatcam для генерации кода для фрезерного станка с ЧПУ
• Свеча для управления станом с ЧПУ

Программное обеспечение для проектирования печатных плат

Вы можете использовать любое программное обеспечение для проектирования печатных плат, какое захотите. Популярные варианты: Altium Designer, Circuitmaker, Eagle, Kicad,… Я предполагаю, что вы знаете, как проектировать печатные платы и экспортировать файлы gerber. Если вы не знаете, что это такое, создание файлов gerber для печатной платы похоже на создание PDF-файла для текстового файла. Это стандартный формат для сохранения спецификаций вашей печатной платы. Вы можете найти множество руководств в Интернете по этому поводу.

Flatcam

Flatcam встречается реже, но очень проста в использовании. Я подробно объясню каждый шаг и проведу вас через весь процесс. Если вы сомневаетесь, взгляните на отличное руководство по Flatcam. Flatcam возьмет наши файлы gerber и преобразует их в движения станка (gcode) с помощью метода, называемого изолированной маршрутизацией. Чтобы фрезеровать дорожку на печатной плате, мы должны фрезеровать контур дорожки, чтобы изолировать ее от окружающей меди, отсюда и название. Flatcam имеет 4 вкладки (см. Рисунок):

• Проект: дает обзор файлов, которые вы открыли или создали.
• Выбрано: используется для создания новых файлов
• Опции: используются для хранения настроек по умолчанию.
• Инструмент: используется для двусторонних печатных плат

Мы начинаем с открытия файла gerber с помощью File> Open Gerber, и он появится на вкладке Project. Теперь есть 3 шага для преобразования этого гербера в gcode:

1. Создание изолированной траектории инструмента

   • Щелкните файл gerber на вкладке "Проект", чтобы выбрать его, а затем щелкните вкладку "Выбранное".
   • Здесь мы можем ввести настройки инструмента, который мы будем использовать, и нажать на «Создать геометрию».
   • Вернувшись на вкладку Project, мы видим новый файл с _iso в расширении

2. Создание геометрии

   • Щелкните файл изоляции на вкладке "Проект", чтобы выбрать его, а затем щелкните вкладку "Выбранные".
   • Теперь мы вводим глубину резания и скорость и нажимаем «Создать».
   • Вернувшись на вкладку Project, появился файл iso_cnc

3. Экспорт gcode

   • Щелкните файл cnc на вкладке Project, чтобы выбрать его, и щелкните вкладку Selected.
   • Нажмите Export gcode и сохраните файл с расширением.nc.

Эту простую процедуру необходимо повторить для каждого слоя вашей печатной платы. Конкретные настройки будут рассмотрены на следующих этапах и будут указаны в метрических единицах. Скорость подачи будет зависеть от вашей реальной машины. Для справки: у моего ЧПУ шпиндель 300Вт.

Свеча

Свеча используется для управления станком с ЧПУ; еще один популярный вариант - Чилипепр. Любое программное обеспечение будет работать, если у него есть возможность создавать карту высот (подробнее об этом позже). Если у вас есть станок с ЧПУ, вы будете знакомы с большинством опций и с тем, как управлять станком. Я подробно расскажу о конкретных вариантах печатной платы, которые нам понадобятся.

Приступим к фрезерованию!

Шаг 3: сверление центровочных отверстий

Финалист в конкурсе печатных плат